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Filtri di uscita - Diverse tipologie e caratteristiche elettriche


gruppo induttoriFig. 1    Da sinistra: Induttore avvolto su nucleo toroidale ferromagnetico; Induttore avvolto su materiale ferromagnetico e schermato magneticamente; Induttore avvolto su materiale ferromagnetico non schermato; Induttore avvolto in aria.


in aria 0L’induttanza costruita con un filo conduttore avvolto in “aria” è senza dubbio quella che più delle altre si avvicina al componente “ideale”. Infatti non ha isteresi, tipica dei materiali ferromagnetici, e non va in saturazione anche se le correnti in gioco sono molto alte. Sfortunatamente per realizzare una bobina il cui valore di induttanza è quello richiesto da uno stadio di potenza in Classe-D, occorre usare un numero elevato di spire. Ciò si traduce in dimensione elevata e/o resistività elevata. Il valore resistivo di un filo di rame è proporzionale alla sua lunghezza e inversamente proporzionale alla sua sezione. Maggiore è il valore resistivo, maggiore sarà la perdita di potenza perché dissipata da questo elemento parassita. L’ingombro elevato non è il solo elemento negativo di questo tipo di induttanza, esiste un motivo ben più importante che ne sconsiglia l’uso. Le linee di forza del campo magnetico, sprigionate lungo l’asse della bobina, si irradiano pesantemente in tutto lo spazio circostante. Queste possono causare interferenze non solo con gli apparati che si trovano nelle vicinanze dell’amplificatore, ma anche contaminare il segnale d’ingresso dello stesso amplificatore. Il risultato può essere imprevedibile!


non schermata 0L’induttanza costruita con un filo conduttore (di solito rame) avvolto intorno ad un nucleo di materiale ferromagnetico (si solito ferrite) ha il vantaggio di richiedere un numero di spire molto contenuto. Possiede isteresi magnetica che può essere significativamente ridotta con una scelta opportuna del materiale ferromagnetico. Un altro svantaggio è il limite della corrente che in essa può circolare. Una corrente troppo alta può saturare il nucleo a far perdere al componente la sua fondamentale caratteristica. Se si usa questo componente occorre scegliere un tipo con corrente di saturazione almeno doppia di quella in gioco. Alla pari dell’induttanza avvolta in aria, genera anch’essa interferenze di natura elettromagnetica e valgono le considerazioni già fatte per la bobina avvolta in aria.



schermata 0L’induttanza costruita su nucleo di ferrite e magneticamente schermata possiede caratteristiche simili alla bobina analizzata in precedenza.
In questo tipo di componente, le linee di flusso magnetico sono però richiuse su se stesse attraverso l’involucro esterno anch’esso costruito con lo stesso materiale del nucleo centrale. Questa soluzione garantisce una flusso disperso molto basso e un livello di interferenze elettromagnetiche molto contenuto. Il costo di questo dispositivo non è basso, ma ne giustifica l’uso in amplificatori di buona qualità la cui potenza non supera i 15W.
Per il LYM 1.0T è stato scelto questo tipo di induttanza con ottimi risultati sotto ogni punto di vista.


toroide 0La bobina toroidale è senza dubbio la soluzione migliore per la realizzazione del  filtro di uscita in un amplificatore in Classe-D. E’ relativamente costosa e la vediamo usata negli amplificatori la cui potenza supera i 15W.
E’ caratterizzata da un flusso disperso estremamente basso perché le linee del campo magnetico si richiudono su se stesse, “veicolate” dall’anello di materiale ferromagnetico. Sono costose e complicate da realizzare. Anche in questo tipo di bobine occorre scegliere il tipo in grado di consentire una corrente di saturazione sufficientemente elevata. Per potenze elevate (superiori a 50W) occorre tener conto dell’isteresi del materiale ferromagnetico in quanto quest’ultima rappresenta un elemento di perdita che si traduce in surriscaldamento del nucleo; una scelta non oculata di questo componente può trasformarsi in un risultato deludente, soprattutto con potenze in gioco molto alte.

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